将方法传递给 Java 中的基准程序

Question

我正在 Java 中实现多种排序算法，并且希望能够对每个算法进行计时和比较。目前，我有一个脚本分别对每个算法进行计时，具有大量的代码冗余：

long min = 1000000;
long startTime;
long endTime;

QuickSort quicksorter = new QuickSort();

for (int i = 0; i != 10000; ++i) {
    startTime = System.nanoTime();
    quicksorter.sort();
    endTime = System.nanoTime();
    if ((endTime - startTime) < min)
        min = endTime - startTime;
}

System.out.printf("Quicksort min time is %d ns.\n", min);


BinaryInsertionSort binarysorter = new BinaryInsertionSort();
min = 1000000;

for (int i = 0; i != 10000; ++i) {
    startTime = System.nanoTime();
    binarysorter.sort();
    endTime = System.nanoTime();
    if ((endTime - startTime) < min)
        min = endTime - startTime;
}

System.out.printf("Binary insertion sort min time is %d ns.\n", min);

有六七种不同的排序算法，开始感觉效率极低。显而易见的 "python-esque" 解决方案是定义一个方法，它将方法作为参数并像这样对它们计时：

long timeit(function func) {
    min = 1000000;

    for (int i = 0; i != 10000; ++i) {
        startTime = System.nanoTime();
        func();
        endTime = System.nanoTime();
        if ((endTime - startTime) < min)
            min = endTime - startTime;
    }

    System.out.printf("Min execution time is %d ns.\n", min);
}

但是，我认为在 Java 中将方法作为参数传递是不可取的（而且不方便），而且通常这样做可能是不可能的。我想每个排序器 class 都可以继承自实现基准测试方法的抽象 class，但是在 Java 中是否有更好的方法来实现这一点？

Answer 1

However, I gather that it is inadvisable (and inconvenient) to pass methods as parameters in Java, and doing so generically might be impossible

嗯？

自 Java8 起，您可以将此类泛型方法作为参数传递；你想要的是 Runnable.

前提是你有两个方法在同一个class:

public final class Foo
{
    void f1() { /* whatever */ }
    void f2() { /* whatever */ }
}

然后您可以使用方法引用在代码中计时，如：

final Runnable r1 = Foo::f1;
final Runnable r2 = Foo::f2;

然后将这些方法引用（它们是有效的 lambda）用于一些计时代码：

long start, end;

Stream.of(r1, r2).forEach(r -> {
    start = System.nanoTime();
    r.run();
    end = System.nanoTime();
    System.out.println("Time spent in ns: " + (end - start));
});

之后，您可以进一步优化您的代码，例如使用 IntConsumers。

现在，不可否认，出于基准目的，一个运行不会这样做。需要考虑 JIT，对于 "certain amount" 的某些定义，JIT 只会在同一代码路径执行一定数量后才会启动。所以，虽然上面的代码会给你一个指示（这个指示的价值），你不应该在任何情况下把它当作绝对的。

出于基准测试目的，请考虑使用 jmh... 并仔细阅读所有文档！ JVM 同时是运行ning 代码的高效而复杂的工具...

Answer 2

您在 Java 世界中的思路是正确的。但是，如果您不想在这种情况下搞乱继承，您可以通过反射实现所需的一种方法，方法如下：

public static long timeit(Class c) {
    long startTime, endTime, min;

    // new object and the method to call
    Object instance = c.newInstance();
    Method method = getClass().getDeclaredMethod("sort");

    min = Long.MAX_VALUE;

    for (int i = 0; i != 10000; ++i) {
        startTime = System.nanoTime();
        // call the function
        method.invoke(obj);
        endTime = System.nanoTime();
        min = endTime - startTime < min ? endTime - startTime : min;
    }
    return min;
}


//then you call it like this:
long time1 = timeit(QuickSort.class);

话虽如此，这种方法可能会引入一些开销，但它仍然会给您一个很好的比较图。

将方法传递给 Java 中的基准程序

Passing methods to a benchmark program in Java

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